基于模糊逻辑的水箱水位控制【毕业论文】

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1、毕业设计（20__届）基于模糊逻辑的水箱水位控制摘要近几年模糊逻辑已经从理论发展成一门专门的模糊逻辑技术，应用在工业生产、家用电器中，并获得迅速发展。介绍常规PID控制器的设计方法，研究常规PID控制算法的特点及其存在的不足之处，熟悉模糊逻辑控制器的设计方法和特点，了解模糊逻辑控制系统设计与应用中的最新研究成果。PID控制器具有结构简单、容易实现、控制效果好、鲁棒性强等特点，模糊控制较PID控制的优点在于对模型的精确度要求不是很高，而PID控制对于模型的变动比较敏感，改动传递函数的结构或者参数后需要重新调试Kp、Ki、Kd才能适应新模型，而模糊控制一旦调好参数后对变动的模型只需微调参

2、数甚至不需要调参数就能达到较好的控制性能。以水箱水位控制为对象，设计出PID控制器和模糊逻辑控制器，使用MATLAB作为工具对控制系统进行仿真分析比较。分析这些不能或很难确定精确数学模型的情况下，用模糊逻辑控制是否能得到非常好的效果。关键词：模糊控制；PID控制；MATLAB仿真；控制系统AbstractInrecentyears,fuzzylogictheoryhasbeendevelopedintoaspecializedfuzzylogictechnology,usedinindustrialproductionandhouseholdappliances,andhasrece

3、ivedarapiddevelopment.PIDcontrolhasmanycharacteristics，suchasitssimplestructure，itiseasytorealize，goodcontroleffectandrobustness，andsoon，byfar，whichisthemoststablecontrolmethod.FuzzycontrolisbetterthanPIDcontrolintheaccuracyrequirementsofthemodelwhichisnotveryhigh，whilePIDcontrolismoresensitive

4、tothechangesofthemodel.ItneedstodebugKp，KiandKdtoadapttothenewmodelafterchangingthestructureoftransferfunctionorparameters.However，oncethefuzzycontrolhasdebuggedtheparameterstothemodelwhichcanachievebettercontrolperformancewhileonlyneedstofine-turningorevendoesn’tneedtodebugtheparameters.KeyWor

5、ds:FuzzyControl;PIDControl;MATLABSimulation;ControlSystem目录1　引言12　PID及模糊逻辑介绍22.1PID控制简介22.1.1PID控制原理22.1.2PID控制器的参数整定32.2模糊控制的基本原理62.2.1模糊语言82.2.2模糊控制规则及控制算法92.2.3模糊控制算法92.3模糊控制器的设计102.3.1输入量和输出的模糊化112.3.2模糊规则的描述112.3.3求模糊关系122.3.4模糊决策132.3.5控制量的反模糊化143　MATLAB仿真软件的应用153.1MATLAB的基本介绍153.2simulin

6、k仿真的基本介绍163.3水箱水位控制的MATLAB的仿真实现173.4仿真结果184　水箱水位模糊控制184.1模糊控制器的实现194.2控制器软件流程图205总结21致谢22参考文献23附录模糊控制部分程序241　引言在现代工业生产及日常生活中，有很多方面都会涉及到水位控制这个问题。而在绝大多数情况下，我们是很难或是不可能得到被控对象的精确数学模型的，因此采用数学工具或计算机仿真技术的传统控制理论已经无法解决此类系统的控制问题。水位控制系统在各个领域上都有广泛应用，虽然其结构简单但由于控制过程具有多变量，大滞后，时变性等特点，且在控制过程中系统会受到各种不确定因素的影响，难于建立

7、精确的数学模型。虽然自适应、自校正控制理论可以对缺乏数学模型的被控对象进行识别，但这种递推法复杂，实时性差。近年来模糊控制在许多控制应用中都取得了成功，模糊控制应用于控制系统设计不需要知道被控对象精确的数学模型，对于许多无法建立精确数学模型的复杂系统能获得较好的控制效果，同时又能简化系统的设计，因此，在水箱水位自动控制系统中，模糊控制就成为较好的选择。水位控制系统在各个领域上都有广泛应用，虽然其结构简单但由于控制过程具有多变量，大滞后，时变性等特点，且在控